工业物联网移动互联系统设计
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究与发展现状 1
1.3 课题主要研究内容 3
2 工业物联网移动互联系统总体设计 3
2.1 需求分析 3
2.2 方案设计 5
3 工业物联网移动互联系统APP端设计 10
3.1 引导界面的设计 10
3.2 用户登录的设计 12
3.3 侧边栏效果的设计 13
3.4 基于FragmentManager的多页浏览的设计 14
3.5 获取设备信息的设计 15
3.6 获取设备数据模块的设计 16
4 工业物联网移动互联系统服务器端设计 18
4.1 PHP API的设计 18
4.2 数据库设计 20
4.3 后台管理界面的设计 22
4.4 Socket通信模块设计 24
5 工业物联网移动互联系统测试与试验 27
5.1 服务器数据传输测试 27
5.2 Android应用程序测试与调试 29
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1 研究背景与意义
本校实验室中工业物联网展示平台是集科研与教学于一体，通过本系统，与生产实践相结合，可进行一些相关的科研项目研发，同时学生能够更加直观的认识工业智能仪器仪表，更好地了解智能仪器仪表，可以在此基础上进行二次开发。现有的智能仪器仪表可以通过Zigbee组网并及时将数据反馈给终端服务器，管理员可以在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
服务器端查看数据，分析数据。在物联网平台以及移动互联的环境下，如何让管理员随时随地监控智能仪器仪表的数据成为了目前需要关心的问题。
工业物联网移动互联系统提供了一种可以让管理员随时随地监控智能仪器仪表数据的有效方法。工业物联网移动互联系统的设计可以推动本校实验室信息化的进程，对实验室现有的设备组建物联网互联系统有着极大的意义。然而，各种软件开发技术问题与繁琐的数据交换与同步汇总都使得智能化信息管理系统开发步履维艰。所以不论从技术还是数据传输解析上做到同步和人性化，都是很困难的。
本课题致力于研究与设计出工业物联网移动互联系统，开发出运行于Android操作系统的监控应用程序，该Android应用于实验室工业物联网展示平台上，实现对数据的实时查看与分析，监控平台设备工作情况等。这些数据亦可以作为历史数据的保留与设备状态的判断依据，并且分析数据可以暴露出智能仪器仪表在工作中的问题。本应用程序实现了从移动设备终端监控与查看数据，为构建移动互联系统提供了技术支持，对实现工业物联网展示平台的信息化具有积极的意义。
基于Android的监控软件结合后台数据服务器将为本校实验室工业物联网展示平台的移动互联系统的创建提供一套可行的解决方案。
1.2 国内外研究与发展现状
工业物联网是指通过将具有感知能力的智能终端、无处不在的移动计算模式、泛在的移动网络通信方式应用到工业网产生的各个环节，提高制造效率，把握产品质量，降低成本，减少污染，从而实现智能工业[1]。而在一个时期以来，手机市场以每年10%的速率增长，来自移动终端市场分析来看，Android的份额逐年增长，2016年4月份的时候，移动操作系统全球的市场份额中Android操作系统占有率超过了68.28%，但其增长并没有停滞。其已经稳坐移动端领域霸主地位。
在工业物联网领域，感知技术是关键性技术，以传感的角度，物联网是一个由传感器构成的网络，它利用传感计算节点通过自组织网络以协作方式进行实时采集对象信息。Zigbee是一项无线网络通信技术标准，为了实现小型的、低成本设备的无线联网功能。就本校实验室工业物联网展示平台而言，使用Zigbee进行组网是最合适的选择。Android操作系统是美国谷歌公司于2007年发布的一种基于Linux的自由开源的操作系统，同时因为Android操作系统的开源性与可开发性，Android操作系统从手机走向了移动设备终端，Android操作系统已经被越来越多的用户接受与使用。所以Zigbee与Android的结合使得物联网平台下的软件开发更加容易。
从2012年开始，在现代传感技术、云计算以及移动互联网发展的共同推动下，物联网在全球开始进入实质性应用阶段。欧美日韩等发达国家与地区在物联网新型技术与应用等方面获得极大的进展。在2013年1月份，美国高通公司发布了物联网开发平台，全面支持物联网开发者进行开发。在奥巴马就任后，也积极回应了IBM公司的“智慧地球”设想，此框架下的各种典型物联网解决方案开始在全球推广。物联网也受到了欧盟委员会的关注与大力推广，已经将物联网确定为欧洲信息通信的技术在新世纪的战略性发展计划。
2015年5月份，Ayla物联网公司在美国旧金山举行的世界级别物联网大会上推出全新的物联网移动应用平台，制造商只需完成15%的工作就可以设计出控制产品的移 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
动应用程序。同时，新平台可以让制造商的物联网产品缩短开发周期，加快上市时间，并且都是可靠、安全和高性能的。新平台专为基于艾拉云的物联网的产品而设计，涵盖了物联网移动应用中85%的工作量。
2014年，韩国LG公司在CES国际消费电子展上推出了网络家电产品以及新的产品HomeChat。这是一款具有全新功能的设备，能够让网络家电通过LINE这款聊天应用程序与主人进行沟通。
因为物联网的急速发展涉及到的是国家对未来网络和信息资源的掌控与利用，我国也非常重视物联网的建设。在2009年8月，温家宝总理在无锡物联网研究中心和视察，他提出了要将传感器与移动网络有机结合来加快推进传感网络的发展，要在新的时期迅速建立起我国自主的“感知中国”的概念。当前时期重点的就是突破传感网与物联网中的关键性技术。同年，王建宙在台湾也提出了“物联网”的理念，他指出有效的“物联网”是要具有一定的规模性与流动性。
物联网的发展离不开高速发展的移动网络，中国移动的TD-SCDMA网络将为国内物联网的发展奠定良好的平台[2]。同时，TD-LTE的长期演进解决方案，将解决物联网发展的延时、带宽，规模与安全瓶颈等问题。
2014年10月份，腾讯公司的QQ物联智能硬件开放平台正式与用户见面，将QQ账号体系以及其关系链、消息通道功能等核心功能，提供给智能可穿戴设备、智能家居、智能车载、传统硬件等领域。
在中国移动主推的产品中，车务通系统实现对车辆的实时监控、调度、行驶轨迹回放以及超速报警等功能；通信部门的基站监控系统同时也适用于电力企业，其实现对基站动力环境与周边安防消防的监控；手机随时随地使用移动支付系统付款；市政部门的路灯监控系统实现了数据采集，路灯控制，统计查询，提高了工作效率。随着物联网产业的发展，运营商在物联网价值链体系中发挥着重要的支撑作用[3]。
1.3 课题主要研究内容
根据工业物联网移动互联系统需求以及基于现有的设备平台，研究了Android开发技术、PHP编程技术、C#编程技术、Socket通信技术等相关内容，给出了工业物联网移动互联系统的解决方案。
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究与发展现状 1
1.3 课题主要研究内容 3
2 工业物联网移动互联系统总体设计 3
2.1 需求分析 3
2.2 方案设计 5
3 工业物联网移动互联系统APP端设计 10
3.1 引导界面的设计 10
3.2 用户登录的设计 12
3.3 侧边栏效果的设计 13
3.4 基于FragmentManager的多页浏览的设计 14
3.5 获取设备信息的设计 15
3.6 获取设备数据模块的设计 16
4 工业物联网移动互联系统服务器端设计 18
4.1 PHP API的设计 18
4.2 数据库设计 20
4.3 后台管理界面的设计 22
4.4 Socket通信模块设计 24
5 工业物联网移动互联系统测试与试验 27
5.1 服务器数据传输测试 27
5.2 Android应用程序测试与调试 29
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
1 引言
1.1 研究背景与意义
本校实验室中工业物联网展示平台是集科研与教学于一体，通过本系统，与生产实践相结合，可进行一些相关的科研项目研发，同时学生能够更加直观的认识工业智能仪器仪表，更好地了解智能仪器仪表，可以在此基础上进行二次开发。现有的智能仪器仪表可以通过Zigbee组网并及时将数据反馈给终端服务器，管理员可以在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
服务器端查看数据，分析数据。在物联网平台以及移动互联的环境下，如何让管理员随时随地监控智能仪器仪表的数据成为了目前需要关心的问题。
工业物联网移动互联系统提供了一种可以让管理员随时随地监控智能仪器仪表数据的有效方法。工业物联网移动互联系统的设计可以推动本校实验室信息化的进程，对实验室现有的设备组建物联网互联系统有着极大的意义。然而，各种软件开发技术问题与繁琐的数据交换与同步汇总都使得智能化信息管理系统开发步履维艰。所以不论从技术还是数据传输解析上做到同步和人性化，都是很困难的。
本课题致力于研究与设计出工业物联网移动互联系统，开发出运行于Android操作系统的监控应用程序，该Android应用于实验室工业物联网展示平台上，实现对数据的实时查看与分析，监控平台设备工作情况等。这些数据亦可以作为历史数据的保留与设备状态的判断依据，并且分析数据可以暴露出智能仪器仪表在工作中的问题。本应用程序实现了从移动设备终端监控与查看数据，为构建移动互联系统提供了技术支持，对实现工业物联网展示平台的信息化具有积极的意义。
基于Android的监控软件结合后台数据服务器将为本校实验室工业物联网展示平台的移动互联系统的创建提供一套可行的解决方案。
1.2 国内外研究与发展现状
工业物联网是指通过将具有感知能力的智能终端、无处不在的移动计算模式、泛在的移动网络通信方式应用到工业网产生的各个环节，提高制造效率，把握产品质量，降低成本，减少污染，从而实现智能工业[1]。而在一个时期以来，手机市场以每年10%的速率增长，来自移动终端市场分析来看，Android的份额逐年增长，2016年4月份的时候，移动操作系统全球的市场份额中Android操作系统占有率超过了68.28%，但其增长并没有停滞。其已经稳坐移动端领域霸主地位。
在工业物联网领域，感知技术是关键性技术，以传感的角度，物联网是一个由传感器构成的网络，它利用传感计算节点通过自组织网络以协作方式进行实时采集对象信息。Zigbee是一项无线网络通信技术标准，为了实现小型的、低成本设备的无线联网功能。就本校实验室工业物联网展示平台而言，使用Zigbee进行组网是最合适的选择。Android操作系统是美国谷歌公司于2007年发布的一种基于Linux的自由开源的操作系统，同时因为Android操作系统的开源性与可开发性，Android操作系统从手机走向了移动设备终端，Android操作系统已经被越来越多的用户接受与使用。所以Zigbee与Android的结合使得物联网平台下的软件开发更加容易。
从2012年开始，在现代传感技术、云计算以及移动互联网发展的共同推动下，物联网在全球开始进入实质性应用阶段。欧美日韩等发达国家与地区在物联网新型技术与应用等方面获得极大的进展。在2013年1月份，美国高通公司发布了物联网开发平台，全面支持物联网开发者进行开发。在奥巴马就任后，也积极回应了IBM公司的“智慧地球”设想，此框架下的各种典型物联网解决方案开始在全球推广。物联网也受到了欧盟委员会的关注与大力推广，已经将物联网确定为欧洲信息通信的技术在新世纪的战略性发展计划。
2015年5月份，Ayla物联网公司在美国旧金山举行的世界级别物联网大会上推出全新的物联网移动应用平台，制造商只需完成15%的工作就可以设计出控制产品的移 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
动应用程序。同时，新平台可以让制造商的物联网产品缩短开发周期，加快上市时间，并且都是可靠、安全和高性能的。新平台专为基于艾拉云的物联网的产品而设计，涵盖了物联网移动应用中85%的工作量。
2014年，韩国LG公司在CES国际消费电子展上推出了网络家电产品以及新的产品HomeChat。这是一款具有全新功能的设备，能够让网络家电通过LINE这款聊天应用程序与主人进行沟通。
因为物联网的急速发展涉及到的是国家对未来网络和信息资源的掌控与利用，我国也非常重视物联网的建设。在2009年8月，温家宝总理在无锡物联网研究中心和视察，他提出了要将传感器与移动网络有机结合来加快推进传感网络的发展，要在新的时期迅速建立起我国自主的“感知中国”的概念。当前时期重点的就是突破传感网与物联网中的关键性技术。同年，王建宙在台湾也提出了“物联网”的理念，他指出有效的“物联网”是要具有一定的规模性与流动性。
物联网的发展离不开高速发展的移动网络，中国移动的TD-SCDMA网络将为国内物联网的发展奠定良好的平台[2]。同时，TD-LTE的长期演进解决方案，将解决物联网发展的延时、带宽，规模与安全瓶颈等问题。
2014年10月份，腾讯公司的QQ物联智能硬件开放平台正式与用户见面，将QQ账号体系以及其关系链、消息通道功能等核心功能，提供给智能可穿戴设备、智能家居、智能车载、传统硬件等领域。
在中国移动主推的产品中，车务通系统实现对车辆的实时监控、调度、行驶轨迹回放以及超速报警等功能；通信部门的基站监控系统同时也适用于电力企业，其实现对基站动力环境与周边安防消防的监控；手机随时随地使用移动支付系统付款；市政部门的路灯监控系统实现了数据采集，路灯控制，统计查询，提高了工作效率。随着物联网产业的发展，运营商在物联网价值链体系中发挥着重要的支撑作用[3]。
1.3 课题主要研究内容
根据工业物联网移动互联系统需求以及基于现有的设备平台，研究了Android开发技术、PHP编程技术、C#编程技术、Socket通信技术等相关内容，给出了工业物联网移动互联系统的解决方案。
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